Соленость вод мирового океана
Вода прекрасный растворитель. В природе нет «чистой» воды. Даже кристально прозрачный ручеек, текущий с ледника, уже содержит некоторое количество солей и газов, растворенных в нем из окружающих пород или попавших в него из воздуха.
Количество солей в морской воде составляет в среднем 35 граммов на килограмм воды. Это количество настолько велико, что заставляет брать для питания .котло-в пароходов большие количества пресной воды. Отправляясь в дальнее плаванье, приходится запасаться пресной водой и для питья. Морская вода на вкус горькосоленая. Соленость воды человек ощущает при растворении 0,5 грамма соли в килограмме воды. Горьковатый вкус морской воды получается из-за растворения в ней магниевых соединений. Так как вода прекрасный растворитель, то в морской воде встречаются все известные химические вещества. Наибольшее значение имеют хлориды в виде солей хлористого натра (обычная поваренная соль) и хлористого магния; много сульфатов (сернокислого магния, сернокислого кальция и сернокислого калия). Значительно меньше карбонатов (углекислого кальция). Другие соединения и элементы встречаются в ничтожных количествах по сравнению с перечисленными. Но зато некоторые из них — особенно соединения азота, фосфора, кремния, органические вещества — играют в жизни водных растений огромную роль. Часто продуктивность водоема в значительной мере зависит от количества этих веществ.
Солевой состав пресной воды сильно отличается от морской. Каким же образом могли образоваться столь большие различия в солевом составе вод? Ведь за двухмиллиардную историю океанов могло бы произойти уравнивание солевого состава вод моря и суши. Материковая вода за все время существования земной коры несет свои воды в океан. Вместе с водой вносятся и различные вещества, смытые с материка и в растворе поступающие в море. Испарившаяся вода не имеет соли. Следовательно, в море должны накапливаться соли. Кроме того, они должны приобрести солевой состав, близкий к составу материковых вод, питающих океаны столь долгий срок.
Первоначально — Архейский океан был, вероятно, полупресным. В дальнейшем, в результате деятельности рек и вулканических извержений, массы различных веществ попадали в океан. Особенно много реки вносили: карбонатов натрия, кальция. Подводные и наземные вулканы обогащали солевой состав вод — хлором, сульфатами, бромом, иодом.
Так как население древнего океана, по-видимому, было малочисленно, то извлечение живыми существами растворенных солей шло очень медленно. Все это приводило к систематическому повышению солености морской воды. В конце протерозоя, в кембрии, в одном килограмме воды было-, возможно-, 25 граммов соли. В океане развивалась обильная морская фауна. Ее влияние на химический состав вод все время возрастало. Примерно 350 миллионов лет назад соленость вод океана приобрела почти современный облик. Да и обитали в нем уже все современные нам виды животного мира.
В поддержании определенного солевого состава морской воды огромную роль играют населяющие его организмы. Они извлекают большое количество солей в процессе питания, «сооружения» раковин, скелетов и других частей тела. Особенно много потребляется углекислого кальция на образование раковин моллюсков, известкового скелета кораллов и губок, панцырей и известковых телец морских ежей, лилий и звезд, известковых домиков червей и мшанок, панцырей крабов и раков. Карбонаты расходуются и на другие образования живых существ. Извлекаемые из воды карбонаты в виде раковин и скелетов отлагаются после смерти организмов на дне. Известные пятисотметровые залежи мела под Белгородом и в других местах состоят из отложившихся на дне моря микроскопических раковин корненожек и других организмов. Помимо влияния различных живых существ на поддержание солевого состава вод океана, большое значение имеют химические процессы осаждения на дне морей и океанов различных веществ, принесенных с материка в виде осадков.
Часть принесенных солей сохраняется в растворе, и почти то же количество солей разносится ветром с брызгами воды далеко вглубь континента. В дальнейшем эпи соли опять будут смыты в океан.
В результате деятельности организмов и химических процессов, совершающихся в океане, происходит поддержание солевого баланса вод океана на определенном уровне в течение длительного времени. А если процесс осолонения вод океана и идет, то в столь ничтожно малой степени, что его трудно определить, несмотря на более чем столетние систематические наблюдения за химизмом вод океанов. Замечательно в химии океанской воды и почти одинаковая везде концентрация солей. Так, в удаленных от берегов районах океана соленость вод везде около 35 граммов на килограмм воды, или, как ее обычно выражают,— 35%о (промилле, т. е. тысячных долей). Одна промилле равна 0,1%. Только у берегов и в морях, сообщение которых с океаном затруднено, соленость воды уменьшается, особенно вблизи устьев рек. В тропических морях, окруженных сушей, соленость воды за счет испарения повышается и может достигать 420/о0. Таким образом, для океанской воды характерно постоянство как концентрации солей (солености воды), так и состава солей, т. е. соотношение содержания различных солей.
Если бы из океанов выпарить всю воду, то на дне оказался бы слой соли в 60 метров толщиною. Морская соль имеет прекрасные целебные свойства. При потере большого количества крови больному можно вливать стерилизованную морскую воду вместо физиологического раствора. Во многих странах морскую соль выпаривают и даже выделяют из нее поваренную соль. В старые времена на Руси соляные «варницы» располагались на Белом море. Соль вымораживали или выпаривали. В первом случае пользовались тем, что при замерзании морской воды в лед превращается только сама вода, а соль остается. Этим широко пользуются полярные мореплаватели, запасаясь пресной водой из растопленного льда или летом из озер, образовавшихся на больших льдинах. Если куски льда из чана, где идет замораживание, вынимать, то рассол будет становиться все крепче и крепче. Так как основные залежи соли на Руси находились далеко от промыслов, идущих на Белом море или на Мурмане, то «солеварение» на севере было распространенным делом. А эти промыслы и в те времена имели большое значение.
С соленостью воды связаны и многие нужды флота. От нее зависит плотность воды. На больших грузовых судах имеется на борту особая мерка уровней, определяющих нагрузку судна при плавании в воде различной солености. Соленость воды в большой мере определяет распространение многих представителей морской флоры и фауны, в том числе и промысловой. Большинство океанических животных избегают сильно опресненных вод. Так, например, в Средиземном море (соленость до 35—38%) обитает почти в 5 раз больше животных, чем в Черном море (18—22%). Если принять общее число животных в Северном море за 100 процентов, то в Каттегате, где соленость уже 30%, видовое разнообразие вдвое меньше. В Кильской бухте, соленость 15%, живет в 6 раз меньше видов. В Балтийском море в средней части, соленость 8%, обитает уже в 15 раз меньше видов животных, а в Ботническом заливе, где соленость падает до 2%, находится в 25 раз меньше видов животных, чем в Северном море.
В пресных или сильно опресненных водах нет совсем или очень мало видов губок, медуз и полипов (кораллов нет совсем), многих групп червей, головоногих моллюсков, мшанок, плеченогих, иглокожих (морских звезд, ежей, лилий) и многих других животных. В опресненной зоне моря развивается своя фауна, носящая даже специальное название солоновато-водная фауна. С этой солоновато-водной зоной морей связана жизнь многих рыб, откармливающихся в море, а для икрометания идущих в реки. Таковы осетровые, многие лососевые, лещ, сазан, вобла и судак.
Для жизни водорослей особенно важны азотистые и фосфорные соединения. Это те же самые соли, которые колхозник вносит в качестве удобрений на свои поля. Такие соли находятся в море в ничтожных количествах, но именно они и определяют его продуктивность. Водоросли, как и растения суши, питаются этими неорганическими солями. Основным источником их пополнения служат продукты разложения органических остатков. Поэтому эти соли часто называют «биогенными». Там, где реки, смывая с полей, вносят в море много этих биогенных солей или в результате вертикального перемешивания со дна к поверхности эти соли будут подняты в большом количестве, водоросли хорошо разовьются. Ими воспользуются растительноядные животные, которые в свою очередь станут пищей хищников.
Вот почему в океане в районах с хорошим перемешиванием развиваются обширные промыслы. Обогащение биогенными веществами, снесенными реками с материка, также повышает продуктивность морей. Так, например, маленькое Азовское море дает рыбы много больше, чем Черное. Известно, что реки, впадающие в Атлантический и тесно с ним связанный Северный Ледовитый океаны, собирают воду с бассейна площадью почти в 40 миллионов квадратных километров, тогда как реки, текущие в Тихий и Индийский океаны, собирают воду с площади менее 10 миллионов квадратных километров. Если теперь мы сравним уловы с равных площадей в Атлантическом океане с Индийским и даже с Тихим, то увидим, что Атлантический океан более продуктивен.
|
|
Читайте в рубрике «Вода океана»: |